第8章脉冲电路.ppt

8.1概述,8.2集成555定时器,8.3多谐振荡器,8.5单稳态触发器,8.4施密特触发器,第8章脉冲电路,8.1概述,高、低电平,1、0,1.矩形脉冲的特性参数,T脉冲周期,Um脉冲幅度,tW脉冲宽度,tr上升时间,tf下降时间,2.获得脉冲的方法：,1）自激振荡电路直接产生矩形脉冲。由多谐振荡器来实现,555定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单实用的器件。,2）将已有波形（正弦波、锯齿波等）整形为矩形脉冲。由施密特触发器和单稳态触发器来实现,555定时器是一种应用方便的中规模集成电路,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。,8.2集成555定时器,电阻分压器,电压比较器,基本RS触发器,复位输入端(0),输出缓冲反相器,集电极开路输出三极管,8.2.1555定时器的电路结构与工作原理,1.电路结构,0,1,0,如果悬空,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1,1,1,保持,保持,2.工作原理,8.2.2555定时器的功能,是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。,没有稳定状态，只有两个暂稳态。,多谐振荡器,多谐振荡器,8.3多谐振荡器,主要内容:,8.3.1由555定时器构成的多谐振荡器,8.3.2石英晶体多谐振荡器,8.3.3多谐振荡应用举例,主要内容:,电路组成和工作原理,参数的估算及占空比可调电路,应用电路分析,8.3.1由555定时器组成的多谐振荡器,一、电路组成和工作原理,实验室,二、参数的估算,1.C充电时间tw1,2.C放电时间tw2,3.频率f,T=0.7（R1+2R2）C,周期：,频率：,占空比：,实验室,4.占空比q,三.占空比可调电路,6,2,7,8,4,1,5,3,555,R1,C,+,R2,C2,+VCC,D1,D2,uO,tw1=0.7R1C,tw2=0.7R2C,8.3.2石英晶体多谐振荡器,特点：频率稳定，精度高。,一、符号和电抗的频率特性,电感性,电容性,二、石英晶体多谐振荡器,工作原理：,1.反相器静态工作在转折区（放大）;,2.石英晶体X=0,回路构成正反馈;,3.C1、C2为耦合电容。,电阻取值范围：,TTL反相器：,R1=R2=0.72k,CMOS反相器：,R1=R2=10100M,三、CMOS石英晶体多谐振荡器,电阻RF取值为:,RF=10100M,电容三点式,秒信号发生器,T触发器,32768Hz,16384Hz,1Hz,2Hz,8.3.3多谐振荡器的应用,1.数字计时器,实验室,2.防盗报警电路,实验室,3.模拟声响电路,实验室,例题:电路如图所示，其中R1=47k;R2=39k,C=12F。1.画出Q0;Q1;的波形;2.求输出波形Q2的频率,主要内容:,用555定时器构成的施密特触发器,集成施密特触发器,施密特触发器应用,8.4施密特触发器,8.4.1用555定时器构成的施密特触发器,一、普通反相器和施密特反相器的比较,普通反相器,UTH,uY,?,TTL：,1.4V,CMOS：,施密特反相器,UT+,UT,上限阈值电压,下限阈值电压,uY,回差电压：,二、电路组成及工作原理,uI,工作原理,0,1,1,0,1,0,UCO,外加UCO时,可改变阈值和回差电压,uO2,uI上升时与2VCC/3比,uI下降时与VCC/3比,三、滞回特性及主要参数,(一)滞回特性,UT,UT+,uI增大时与上限阈值比,特点:,uI减小时与下限阈值比,上限阈值电压,(二)主要静态参数,回差电压,下限阈值电压,回差电压,UT=UT+UT,8.4.2集成施密特触发器,一、CMOS集成施密特触发器,（一）引出端功能图,CC40106,CC4093,（二）主要静态参数,CC40106、CC4093的主要静态参数,二、TTL集成施密特触发器（略）,8.4.3施密特触发器应用,1.阈值探测,输入,UT,UT+,输出,2.波形整形,8.5单稳态触发器,特点:,1.有一个稳态和一个暂稳态；,2.在外来触发脉冲作用下,电路将从稳态翻转到暂稳态；暂稳态停留一段时间后,又返回到稳定状态;,3.暂稳态持续时间仅取决于电路的参数。,主要内容:,由555定时器构成的单稳态触发器,集成单稳态触发器,单稳态触发器应用电路分析,一、电路组成及工作原理,uI,8.5.1用555定时器构成的单稳态触发器,uO,uC,0,2VCC/3,VCC,uO,二、主要参数,输出脉冲宽度tw,8.5.2集成单稳态触发器,一、非重触发单稳态触发器74121,非重触发只能在稳态接受输入信号。,1.图形符号,表示不属于逻辑状态连接,下降沿触发输入,上升沿触发输入,非重复触发,外接定时电阻、电容,VCC,内接定时电阻引出端,2.功能表,3.主要参数,输出脉宽tw:,输入触发脉冲最小周期Tmin:,周期性输入触发脉冲占空比q:,二、可重触发单稳态触发器74122,可重触发在暂稳态期间,能够接受新的触发信号。,1.图形符号,直接复位,可重复触发,2.功能表,当定时电容C1000pF时:,8.5.3单稳态触发器的应用,1.触摸定时控制开关,虚拟实验室,2.脉搏测试仪,虚拟实验室,3.整形,uI,uO,一、多谐振荡器,是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生矩形脉冲。,多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充电和放电自动完成。,改变R、C定时元件数值的大小，可调节振荡频率。,在振荡频率稳定度要求很高的情况下，可采用石英晶体振荡器。,总结：,二、单稳态触发器,也属于脉冲整形电路，可将输入的触发脉冲变换为宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，还常用于脉冲的定时、整形、展宽（延时）等。,单稳态触发器有